采用电容耦合式馈线的高温超导滤波器设计

为了获得结构紧凑的滤波器,在设计中采用了螺旋形谐振器和电容耦合式馈线结构。利用集总元件等效电路给出了谐振器与电容耦合式馈线组成的电路的谐振频率和有载Q值的表达式。提出了馈线为电容耦合式时的集总元件带通滤波器等效电路。并基于上述电路在MgO基片上设计和实际制作了一个高性能的高温超导微带线滤波器。该滤波器的中心频率为2542 MHz,相对带宽为0.6%,尺寸仅为10 mm×15 mm。测试结果表明滤波器的带内插损小于0.1 dB,反射损耗为40.0 dB,验证了该等效电路设计方法的有效性。

直线拟合的技术综合法及稳健性判据

直线拟合常用的最小二乘法使残差平方和极小,然而稳健性(抗粗差性)较差,直线两端的数据误差对拟合斜率的影响大。最小一乘法使残差绝对值之和极小,但算法较复杂。本文提出技术综合方法,力图部分综合几种直线拟合方法的特点,不作粗差剔除,仅在求斜率时适度降低大于临界系数的个别数据的权重,以达到如下效果:稳健性显著优于最小二乘法,也优于最小一乘法;残差绝对值和、标准偏差近似与最小一乘法相同;计算过程比最小一乘法简单,适用范围广。

183MHz高性能高温超导滤波器设计

为了获得结构紧凑的高性能超导滤波器,采用了微带线线宽和线条间距均为80μm的螺旋形谐振器结构进行设计,并在2英寸的基片上实现了中心频率仅为183MHz的8节滤波器。通过精确设计并采用高精度加工工艺,滤波器无需调谐即表现出良好性能,插损小于0.27dB,反射损耗大于13.8dB.将实际制作的超导滤波器与低温低噪声放大器相连构成的超导滤波器系统,反射损耗大于15.8dB,带内增益为20.7dB,增益平坦度小于0.15dB,满足应用要求。

第50届国际物理奥林匹克竞赛实验试题2介绍与解答

第50届国际物理奥林匹克竞赛实验题2为维德曼-夫兰兹定律,分别测量紫铜、铝和黄铜的热导率和电导率以及紫铜的比热容,并验证这些参量之间的关系.本文详细介绍了竞赛试题2的内容,并给出了试题2的解答.

第20届亚洲物理奥林匹克竞赛实验试题介绍与解答

第20届亚洲物理奥林匹克竞赛实验题为铁磁流体,试题包括铁磁流体的静态响应和铁磁流体中的波脉冲.铁磁流体的静态响应部分设置4个问题:静态测试,研究铁磁流体的表面张力,用光学方法测量有、无尖刺时液体的表面特征.铁磁流体中的波脉冲部分设置4个问题:研究平面波脉冲,深度变化的流体中的波脉冲,波及其磁效应,强磁场中铁磁流体的内部特征.本文详细介绍了竞赛试题的内容,并给出试题的解答.

第51届国际物理奥林匹克竞赛实验试题介绍与解答

第51届国际物理奥林匹克竞赛实验试题为非理想电容器和发光二极管,测量不同温度下非理想电容器的微分电容,研究LED电压与电流以及芯片温度之间的关系.本文详细介绍了实验试题的内容和竞赛组织者给出的标准解答.

CDMA系统用高性能高温超导滤波器的研制

本文研制了用于CDMA移动通信系统的高性能高温超导滤波器。该滤波器中心频率为832MHz,带宽为6MHz(相对带宽为0.72%)。为了实现结构紧凑的滤波器,采用了线条宽度和间距均为80μm的双螺旋形谐振器,在MgO基片上实现的12节滤波器尺寸仅为41.4mm×14mm。对滤波器的敏感度分析结果表明,该滤波器的频率响应特性对基片参数和仿真Cell尺寸的变化不敏感,具有较高仿真准确度。滤波器制备采用了高精度光刻和离子束刻蚀工艺,实际测试结果与仿真结果吻合得很好,并且无需调谐即表现出良好性能,插入损耗小于0.36dB,反射损耗大于15.6dB,带外抑制大于100dB。

量子物理教学实验平台建设与成效——清华近代物理实验课程“十三五”期间教学改革实践

在"十三五"期间,清华近代物理实验课程着重开展了量子物理实验教学平台建设,选取了一批体现基本物理内涵、具有广阔应用前景、富于里程碑意义、展现丰富实用技术细节、跟踪科技发展趋势的实验项目,并有机融合,形成了教学体系,开展了教学实践,并依托此平台在教学模式改革和教学效果分析等方面进行了探索和研究。实践结果表明,该量子物理平台的建设和教学应用,大幅提高了学生的学习兴趣、拓展了学术技术视野、培养了分析复杂问题和陌生问题的能力,并有助于学生感受科技动向、了解国家需求、树立正确的为学观和报国情怀。

油滴实验计算元电荷的简明方法

针对从油滴电荷量实验值Q_i求元电荷e的问题,提出了基于最小一乘法的过原点直线拟合模型,给出了较完整的元电荷算法步骤,提出了近似考虑Qi的B类不确定度之后元电荷扩展不确定度的扩展算式.将本方法用于计算他引文献中的20组181个实验数据,初步检验了方法的可行性.20组数据的残差汇总分析揭示了残差分布显著偏离高斯分布的特点,进一步说明了本文方法的合理性.

基于高温超导材料的折叠交指低通滤波器设计

传统的椭圆函数低通滤波器基于半集总参数的高低阻抗线实现椭圆函数LC网络,其尺寸较大,特别是对于低截止频率的低通滤波器,难于在高温超导晶圆片有限尺寸内实现与带通滤波器的集成。提出了一种基于高温超导材料的折叠交指低通滤波器设计,其折叠交指谐振器不仅自身具有椭圆函数低通特性,能够有效抑制高次寄生通带,而且通过折叠与交指结构实现了低通滤波器的小型化,便于与带通滤波器的集成。通过电磁(EM)仿真验证了该设计的可行性与有效性。该结构非常适用于小尺寸、低频低通滤波器的设计。

饱和吸收光谱实验的教学定位与教学设计

饱和吸收光谱是冷原子物理研究领域的重要实验,是磁光阱等复杂前沿实验的技术基础,展现了量子力学原理、精密光谱技术、激光控制技术、数理实验思想等众多近代物理实验层级的教学要点.本文详细介绍了清华大学近代物理实验课程中,饱和吸收光谱实验的教学定位、教学设计思路和课堂实践情况,并展现了该实验在层进式教学、学生认知规律研究、学生创新能力养成方面的作用和价值.

高温超导谐振器与滤波器的微调研究

高温超导滤波器采用的基底的介电常数和厚度与模拟设计值往往存在一定差异,从而导致实际制作的滤波器的中心频率和频带偏离设计值。本文提出了解决这一问题的新思路,在原有高温超导滤波器上进行微调,即对组成滤波器的每个谐振器的局部进行相同的微小结构改变,使谐振器频率偏移,进而使滤波器的整个频带发生偏移。并利用该方法对多种谐振器和四节前向耦合高温超导滤波器进行了模拟,发现数值模拟数据与理论曲线符合得很好。这一方法对于窄带高温超导滤波器尤其具有重要的意义。

应用于WCDMA移动通信的高温超导滤波器设计

基于Sapph ire基片的双面YBCO超导薄膜,设计了应用于第三代移动通信系统—WCDMA移动通信系统的8节和12节高温超导滤波器。滤波器采用了Ω型谐振器,具有结构紧凑、易引入交叉耦合等特点。在引入交叉耦合之后,滤波器频率响应具有准椭圆函数的特性,其带边陡峭度比切比雪夫型滤波器提高了60%以上。

第51届国际物理奥林匹克竞赛理论第三题介绍与解答

第51届国际物理奥林匹克竞赛理论试题共有三道题,第一题关于力学热学,第二题以电磁学为主,本文介绍的第三题是关于波动光学与量子物理。该题利用简化的量子一维势阱模型来估算分子的能级结构和光谱性质,以及利用波的叠加产生光学晶格来束缚原子以实现玻色爱因斯坦凝聚。题目将光学和量子物理紧密结合,在近年来的国际奥赛中较为新颖,因而在本文做一个详细的介绍与解答。

第20届亚洲物理奥林匹克竞赛理论试题3介绍与解答

第20届亚洲物理奥林匹克竞赛理论试题共三道,其中第三道题是关于翻转陀螺。将一个实际生活中的玩具,也是物理演示中的经典实验设计成一道竞赛题目,涉及了陀螺转动,坐标系变换等力学中重要的理论计算和处理方法。题目设计巧妙,类型为近几年来所少见,且得分率较低,因此在这里做一个详细的介绍与解答。

第50届国际物理奥林匹克竞赛理论试题2介绍与解答

第50届国际物理奥林匹克竞赛理论试题共三道,其中第二题是关于微波炉的原理与应用,将微波炉的核心磁控管进行简化,探究它的原理与微波的产生;再通过微波与水分子的作用,探究微波炉加热食物的原理。从生活中常用的电器,提炼出一道全面考查电磁学以及电磁波与物质作用的问题。题目设计新颖,涉及的物理现象及其解释基础而又有趣,本文将做一个详细的介绍与解答。